SpaceX и путешествие Илона Маска к покорению космоса

SpaceX — частная аэрокосмическая компания, занимающаяся доставкой людей и грузов в космос, включая экипажи НАСА на Международную космическую станцию ​​(МКС). Основатель компании Илон Маск также создал и испытал систему Starship для посадки на Луну и доставки людей на Марс в будущем.

Рождение SpaceX

Компания SpaceX была основана Маском, южноафриканским бизнесменом. В 30 лет Маск заработал свои первые большие деньги, продав две успешные компании, включая Zip2 за 307 миллионов долларов в 1999 году и PayPal, которую eBay приобрел за 1,5 миллиарда долларов в 2002 году. Маск решил, что его следующим крупным проектом станет частная космическая компания.

Изначально Маск задумал построить на Красной планете теплицу под названием «Марсианский оазис». Его целью было привлечь внимание общественности к исследованию космоса и создать на Марсе научно -исследовательскую станцию. Однако затраты оказались слишком высоки, поэтому 14 марта 2002 года Маск основал в пригороде Лос-Анджелеса, штат Калифорния, компанию Space Exploration Technologies Corp., или SpaceX.

Маск потратил треть своей предыдущей прибыли в 100 миллионов долларов на запуск SpaceX. После 18 месяцев разработки SpaceX представила свой первый прототип в 2006 году под названием Dragon. Название Маск взял из песни 1960-х годов, потому что многие считали его космические цели недостижимыми.

Falcon 1 — первая ракета SpaceX

К моменту основания SpaceX Маск уже был опытным бизнесменом и был убеждён, что более частые и надёжные запуски снизят стоимость освоения космоса. Поэтому он нашёл стабильного клиента, который мог финансировать раннюю разработку ракеты: NASA. Целью Маска для SpaceX была разработка первой частной ракеты на жидком топливе, способной выйти на орбиту, под названием Falcon 1.

Путь компании к орбите был непростым. SpaceX потребовалось четыре попытки для успешного запуска Falcon 1. Предыдущие попытки сопровождались такими проблемами, как утечки топлива и столкновения со ступенью ракеты. Тем не менее, Falcon 1 в конечном итоге совершил два успешных запуска: 28 сентября 2008 года и 14 июля 2009 года. В ходе запуска в 2009 году на орбиту также был выведен малайзийский спутник RazakSat.

В 2006 году SpaceX получила от NASA 278 миллионов долларов в рамках программы «Коммерческие орбитальные транспортные услуги» (COTS). Целью COTS является ускорение разработки систем, способных доставлять коммерческие грузы на Международную космическую станцию. Завершение дополнительных этапов увеличило общую стоимость контракта до 396 миллионов долларов. SpaceX была выбрана для участия в программе вместе с Rocketplane Kistler (RpK), но контракт с RpK был расторгнут и оплачен лишь частично из-за невыполнения компанией требуемых этапов.

Многие компании участвовали в ранней программе COTS, как с финансируемыми контрактами, так и без них. В 2008 году НАСА заключило два дополнительных коммерческих контракта на пополнение запасов. SpaceX получила контракт на 12 полётов (стоимостью 1,6 млрд долларов), а Orbital Sciences Corp (ныне Orbital ATK) – на восемь полётов (стоимостью 1,9 млрд долларов).

Falcon 9 и Falcon Heavy

Ключевым ракетным парком SpaceX является Falcon 9, одной из главных особенностей которой является многоразовость. Falcon 9 выводит на низкую околоземную орбиту больше груза (13 150 кг), чем Falcon 1 (670 кг).

Первая ступень Falcon 9 приземлилась 21 декабря 2015 года. SpaceX стремится сделать посадку ускорителей обычной операцией. Обычно они приземляются на роботизированные аппараты рядом со стартовой площадкой. Многие ступени Falcon 9 используются многократно для снижения стоимости запуска.

Более мощная ракета Falcon Heavy была запущена 6 февраля 2018 года, выполнив практически все этапы программы. Falcon Heavy успешно вышла на орбиту, доставив на борт Tesla Roadster (электромобиль производства Tesla, другой компании Маска) и манекен в скафандре по прозвищу «Стармэн».

Оба ускорителя успешно приземлились недалеко от Космического центра Кеннеди, как и планировалось, но основная ступень врезалась в океан на скорости 480 км/ч (300 миль в час) слишком быстро и не смогла пережить удар. После этого у Falcon Heavy в космосе произошёл пожар в двигателе, что отправило Roadster на орбиту Марса.

Космические корабли Dragon и грузовые миссии на МКС

Следующим важным этапом для SpaceX стала доставка грузов на МКС. Космический корабль Dragon был запущен с помощью ракеты Falcon 9, доставив свой первый груз на МКС в мае 2012 года в рамках испытательного полёта по программе COTS. Запуск был отложен на несколько дней из-за проблем с двигателем, но при следующей попытке ракета успешно стартовала.

Компания SpaceX совершила свой первый коммерческий полёт к МКС в октябре 2012 года. В ходе полёта большинство поставленных задач было выполнено, но во время запуска ракета-носитель столкнулась с частичной аварией. Инцидент закончился тем, что спутник Orbcomm-OG2 застрял на необычно низкой орбите, что привело к срыву миссии.

Первая версия космического корабля Dragon совершила 20 полётов к МКС в 2020 году, и все они, за исключением CRS-7 (запущенного в июне 2015 года), успешно прибыли. CRS-7 был потерян из-за неисправности ракеты, и SpaceX модернизировала ракету перед следующим успешным запуском 8 апреля 2016 года. Новая версия грузового корабля Dragon начала полёты в декабре 2020 года.

Космический корабль Crew Dragon и полет человека на МКС

Компания SpaceX разработала несколько прототипов перед запуском Crew Dragon в космос. Компания провела испытания аварийного прекращения полёта на стартовой площадке и испытания на привязном зависании в ракетно-испытательном центре SpaceX в Макгрегоре, штат Техас.

SpaceX также использовала герметичный модуль и модуль системы жизнеобеспечения и кондиционирования для тестирования ключевых систем перед запуском в космос. Первый Crew Dragon, запущенный 2 марта 2019 года, совершил беспилотную миссию к МКС Crew Demo-1 и успешно приземлился после восьми дней пребывания в космосе. Космический корабль неожиданно разрушился в полёте во время серии испытаний системы аварийного прекращения запуска.

30 марта 2020 года SpaceX осуществила свой первый испытательный полёт с участием людей, Demo-2, доставив астронавтов Боба Бенкена и Дага Хёрли на МКС. 2 августа 2020 года они вернулись на Землю на корабле Crew Dragon Endeavour компании SpaceX. 15 ноября 2020 года состоялся первый успешный испытательный полёт Crew-2 с использованием ракеты Falcon 9, в ходе которого четыре астронавта были доставлены на МКС на корабле Crew Dragon, получившем название «Resilience».

Звездолет

Starship — основа плана Маска по полёту на Марс. Программа испытаний началась с небольшого аппарата Starhopper, который провёл серию испытательных полётов с привязкой и без неё в 2019 и 2020 годах. Затем SpaceX начала испытания серии аппаратов Starship в условиях высокогорья, начав с короткого лётного испытания прототипа SN5 в августе 2020 года. Одной из самых сложных задач программы было управление переворотами в воздухе, что привело к разрушению нескольких прототипов Starship, прежде чем SN15 благополучно приземлился 5 мая 2021 года.

Starship предназначен для запуска на орбиту и в дальний космос с помощью 70-метровой сверхтяжелой ракеты, топливный бак которой содержит около 3,6 тонн жидкого кислорода и метана. Super Heavy оснащен четырьмя решетчатыми килями, которые помогают управлять спуском ракеты. Starship и Super Heavy образуют 120-метровую полностью многоразовую стартовую систему при первой сборке в августе 2021 года.

Первый запуск Starship состоялся в апреле 2023 года. Согласно плану, Starship должен был отделиться примерно через 3 минуты и продолжить полет на собственном двигателе, а затем приземлиться у побережья Гавайев через 1,5 часа. Однако вскоре после отделения от ускорителя произошёл взрыв. С момента этой миссии SpaceX внесла более 1000 изменений в конструкцию ракеты, включая изменения в системе разделения ступеней.

Второй запуск состоялся в ноябре 2023 года. На этот раз разделение прошло идеально, и Starship достиг высоты 150 км. Во время работы двигателя второй ступени Starship выпустил слишком много жидкого кислорода, что привело к взрыву. В третьем полёте, 14 марта, Starship от SpaceX впервые в течение часа отработал множество манёвров на орбите, но был разрушен при входе в плотные слои атмосферы. В четвёртом полёте, 6 июня, Starship прошёл ряд важных этапов испытательного полёта, включая то, что капсула Starship осталась целой после воздействия экстремальных температур в атмосфере Земли, а капсула и ускоритель благополучно приземлились.

Во время пятого испытательного полета утром 13 октября ракета Super Heavy отцепила Starship, направлявшийся в космос, а затем упала обратно на Землю. Впервые пара гигантских механических рычагов на стартовой площадке SpaceX в Техасе поймала падающую ракету, что стало беспрецедентным достижением в ракетной технике. Это приблизило SpaceX к своей цели – созданию первой в истории полностью многоразовой ракетной системы, значительно сократив стоимость космических путешествий и в конечном итоге сделав человечество многопланетным видом. Доказав, что и Starship, и ракета Super Heavy могут запускаться в космос и возвращаться на Землю в целости и сохранности, компания уверенно движется к достижению своей цели – снизить стоимость запусков ракет примерно в 10 раз.

Планы SpaceX на будущее

У SpaceX разнообразная клиентская база: от частного сектора до военных и неправительственных организаций, готовых платить за доставку грузов на орбиту. Хотя компания получает прибыль от пусковых услуг, она также сосредоточена на разработке перспективных технологий исследования космоса.

В 2016 году Маск объявил о техническом плане полёта на Марс с целью создания самодостаточной колонии на Красной планете в течение следующих 50–100 лет. Эта межпланетная транспортная система, по сути, представляет собой увеличенную версию Falcon 9. Однако космический аппарат больше, чем Dragon, который, как ожидается, сможет перевозить не менее 100 пассажиров за один полёт.

Starship продолжает занимать важное место в планах Маска по колонизации Марса. В феврале 2022 года Маск заявил, что SpaceX сможет запускать корабль Starship каждые шесть-восемь часов, а сверхтяжелую ракету — каждый час, доставляя на орбиту до 150 тонн груза. Такая высокая частота запусков значительно снизит затраты, сделав колонизацию Марса более экономически выгодной.

По данным Департамента интеллектуальной собственности и инноваций

Источник: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/spacex-va-hanh-trinh-elon-musk-chinh-phuc-vu-tru/20241020122448943